基于MIPA与含氮配体的金属有机配合物的结构调控及性质的研究

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配位聚合物(Coordination Polymers,CPs)的设计合成及性能调控已成为配位化学领域的研究热点之一。本论文以4-甲氧基-间苯二甲酸(MIPA)为主配体,选择合适的辅助配体和金属离子,用水热法,通过温度、溶剂等因素的调控,合成了7个新颖的CPs,并且研究了这些配合物结构之间的关系以及结构对于性质的影响。本论文的主要工作如下:1.温度和水溶液诱导单晶-单晶(SCSC)及溶解-重结晶(DRST)结构转变:用MIPA,4,4′-联吡啶(4,4′-bpy)与Cu(NO32构筑了三个结构不同的配位聚合物{[Cu5(μ3-OH)2(MIPA)4(4,4′-bpy)2]·2H2O}n(1),{[Cu(MIPA)(4,4′-bpy)0.5(H2O)2]·H2O}n(2)和{[Cu2(μ2-H2O)(MIPA)2(4,4′-bpy)(H2O)2]·3H2O}n(3)。其中,这三个配合物之间可发生结构转变现象,配合物1在温度和溶剂协同效应下发生DRST现象,转变成配合物2,配合物2在溶剂效应下发生SCSC转变生成配合物3。此外,配合物1可直接通过溶剂效应发生DRST转变成配合物3。也就是说,一种DRST转变可通过另外一种DRST和SCSC的转变共同完成。到目前为止,这类研究在配位化学领域比较少见。这些转变结果已通过单晶X射线衍射和粉末X射线衍射(PXRD)表征得到了进一步证实。通过查阅文献,设计实验深入研究,推测了这三个配合物之间发生结构转变的可能原因以及可能的转变过程。磁学性质的测试表明,配合物1和3表现出不同的反铁磁性。从结构对性质调控的角度出发,分析和比较配合物1和3的结构与性质,发现当金属和配体相同时,金属中心之间不同的连接方式对其性质有很重要的影响。此外,对这三个化合物进行了红外(IR)、PXRD及热重(TG)等表征。2.配体及溶剂效应调控晶体结构的合成及性质变化:用Zn(NO32和MIPA通过水热法合成含有多金属中心链的二维网状结构化合物[Zn(MIPA)]n(4),在反应物中增加4,4′-bpy,得到含有单金属中心的二维双重穿插化合物{[Zn(MIPA)(4,4′-bpy)0.5(H2O)]·3H2O}n(5),用1,2-二(4-吡啶基)-乙烯(bpe)替换4,4′-bpy,则得到三维三重穿插化合物{[Zn(MIPA)(bpe)]·1.5H2O}n(6),通过更换不同的溶剂,得到其超分子异构体{[Zn(MIPA)(bpe)]·0.5H2O}n(7),配合物7是一个三维自穿插结构化合物。对配合物4-7进行固体荧光测试,并对荧光性质较强的配合物5阴阳离子识别检测,发现配合物5对Al3+和S2-有较好的识别能力。此外,对这四个化合物进行了IR、PXRD及TG等表征。
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